теряет живучесть, т.е. способность поддерживать заданный гомеостазу
y=xst.
Если по каким-либо причинам происходит отключение одного из каналов
регулирования, например Р1, то гомеостаз после небольшого колебательного
процесса восстанавливается (рис. 2б). Но в этом случае снижается адапта-
ционный ресурс гомеостата, а следовательно, и его живучесть. Он способен
при принятых условиях, выдержать без нарушения поддержания значений вы-
ходного параметра y=xst величину возмущения q0 в диапазоне от-10 до +80,
тогда как в норме выдерживает внешнее возмущение в диапазоне от -100 до
+100. Таким образом, говоря языком биолога, границы нормы реакции гоме-
остата по данному признаку значительно сужаются.
В механизмах гомеостата важную роль играет ВНУТРЕННЕЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ,
которое определяет внутреннюю управляемую конкуренцию и демонстрирует
при этом мало изученные стороны закона единства и борьбы противополож-
ностей. Разные философские системы указывали, что противоречия являются
одним из определяющих в познании механизмов различных явлений в природе
и обществе. Сейчас уже требуется осмысление и развитие этого понятия не
только на философском уровне, но и на уровне системных исследований
вплоть до создания методов количественной оценки противоречий.
ПРОТИВОРЕЧИЕ в гомеостатических системах - это характеристика разли-
чия и противоположности целей подсистем, вызывающих конкурентную борьбу
между ними с соответствующими негативными последствиями для этих подсис-
тем ("плата" за противоречие), и позитивного эффекта для всей системы (в
виде повышения качества управления и устойчивости системы). Формальным
образом вводятся также понятия "остроты противоречия", "степени антаго-
низма", "напряженности отношений", "компромисса" и т.п.
ОСТРОТА ПРОТИВОРЕЧИЯ - качественный показатель противоречия, опреде-
ляемый через относительную противоположность целей "противоборствующих"
подсистем. С формальной стороны острота противоречия рассматривается как
степень разнонаправленности целей и как показатель их удаленности от
осей баланса.
ПЛАТА ЗА ПРОТИВОРЕЧИЕ - это прагматическая оценка, характеристика не-
гативных последствий в системах, вызванных действием между ними конку-
рентных или конфликтных отношений.
Внутри больших систем могут одновременно существовать противоречия
между целой совокупностью целей, а при превышении эквивалентной величи-
ной противоречия какого-то предельного значения может возникать обрати-
мая или необратимая потеря устойчивости системы вплоть до ее распада. В
связи с этим появляется необходимость введения эквивалентных показателей
противоречия, которые позволили бы оценивать интегральную характеристику
противоречия. В качестве такой характеристики используется показатель
напряженности отношений.
НАПРЯЖЕННОСТЬ ОТНОШЕНИЙ внутри системы - это интегральная характерис-
тика противоречия, обобщенная по совокупности противоречивых целей и
учитывающая значимость целей и фактор последействия.
Напряженность отношений в конструктивном плане снимается компромис-
сом, т.е. некоторой платой каждой из конкурирующих сторон подсистем
большой системы.
КОМПРОМИСС - это характеристика снятого противоречия, в общем случае
определяемого через уменьшение величины противоречия, остроты и негатив-
ных последствий его действия; компромисс требует от конкурирующих (конф-
ликтующих) подсистем каких-либо уступок, которые являются "платой" за
позитивные последствия компромисса. Управление компромиссом, а следова-
тельно, и величиной противоречий для подсистем внутри большой системы,
играет особенно важную роль в биологических системах.
В биологических системах можно выделить два основных типа разрешения
противоречия: целенаправленные, стремящиеся обеспечить устойчивую и эко-
номичную работу системы в нормальных и экстремальных условиях, и патоло-
гические ("извращенные"), которые не способствуют достижению заданной
цели функционирования системы.
ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫМ ОБРАТИМЫМ РЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯ в процессе функцио-
нирования гомеостатических систем является такое временное уменьшение
внутреннего противоречия, которое либо обеспечивает сохранение баланса
между конкурирующими каналами, либо способствует компенсации сильного
внешнего воздействия.
ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯОшибка! Закладка не опреде-
лена. В ПРОЦЕССАХ РАЗВИТИЯ гомеостатических систем будет такое изменение
внутреннего противоречия гомеостата, которое в определенном отношении
является адекватным уровню внешних возмущений и помех, действующих на
гомеостат.
ПАТОЛОГИЧЕСКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯ в гомеостатических системах
будут такие изменения внутреннего противоречия, которые вызывают переход
конкуренции между каналами гомеостата в конфликт и приводят к грубым на-
рушениям гомеостаза.
Существенную роль в процессе функционирования больших активных систем
может оказывать феномен паразитирования, вызванный особым видом противо-
речия. Этот феномен часто служит началом деградирующих тенденций. Суть
этого феномена состоит в том, что цели каждой подсистемы можно подразде-
лить на цели, достигаемые в интересах всей системы (глобальные цели, ра-
ди которых и существует данная подсистема), и цели жизнеобеспечения под-
системы (цели ее собственных нужд). "Активные" подсистемы могут менять
свои цели состояния в ущерб всей системе, например, гипертрофировать це-
ли своего обеспечения и даже генерировать новые цели, направленные на
удовлетворение своих "личных" интересов. Поскольку ресурс обычно ограни-
чен, для достижения гипертрофированных целей одна из подсистем расходует
на них большую его часть, а в пределе и весь ресурс.
Паразитирование может быть внутренним, внешне-замкнутым и также внеш-
не-разомкнутым, когда отбирается ресурс от окружающей среды.
ПАРАЗИТИРОВАНИЕ - это избыточное потребление подсистемой ресурсов на
свое жизнеобеспечение в результате гипертрофированного изменения своих
частных целей в ущерб целям системы или окружающей среды.
Формально вводится индекс паразитирования, как один из видов "платы"
за негативное проявление противоречия между действительным функциониро-
ванием системы и тем, как она должна функционировать, исходя из заданных
критериев оптимальности.
Гомеостатика вводит такие понятия, как ЗАПАС ПРОТИВОРЕЧИЯ и закон
сохранения противоречия. Под запасом противоречия понимается избыточно
создаваемые и поддерживаемые в гомеостате ресурсы пластических и энерге-
тических веществ, которые могут использоваться при временном резком по-
вышении их расхода для поддержания нормального функционирования системы
в целом при ограничении притока ресурсов извне. В норме создаваемый из-
быток нейтрализуется и таким образом существует потенциально, готовый
быть вовлеченным в метаболизм в любой момент при необходимости. Противо-
речие в природных и живых системах играет жизненно важную роль как ис-
точник ультра-устойчивости систем и как средство повышения качества их
функционирования. Гомеостаты живых организмов объединяются ("склеивают-
ся") между собой в ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СЕТИ ОТНОШЕНИЙ, которые могут быть со-
юзническими, партнерскими, нейтральными, конкурентными, конфликтными и
комбинированными. Объединяясь, гомеостаты образуют гомеостат более высо-
кого организационного уровня, который функционально обладает принципи-
ально таким же механизмом обработки информации как и гомеостаты его сос-
тавляющие, но на качественно новом (интегральном) уровне. Такие гомеос-
таты будем называть соответственно гомеостатами второго и более высоких
порядков.
Имеются экспериментальные работы, показывающие возможность количест-
венной оценки величины противоречия и степени антагонизма не только меж-
ду отдельными гомеостатами в организме, но и социальных систем, например
в малых человеческих коллективах, в которых в различной форме проявляют-
ся кооперативные, конкурентные и конфликтные отношения. В таких системах
могут действовать паталогические отношения типа "бюрократического функ-
ционирования" и "информационного вредительства".
Было выявлено, что гомеостатические системы на непредсказуемое изме-
нение информационного потока отвечают двухфазным реагированием: немед-
ленной реакцией на снятие возникшей остроты противоречия и после этого
относительно длительным выравниванием запаса противоречия, потраченного
в процессе реализации первого этапа. Приведу пример общего характера о
необходимости поддержания противоречия организмом в целом. Организм, как
иерархическая сеть физиологических систем, в каждый данный момент, с од-
ной стороны, стремится к минимуму производимой работы и, соответственно,
иметь минимальный запас энергии, так как на поддержание этого запаса
требуется дополнительная затрата энергии и ее веществ-носителей, но с
другой стороны, организм для своего выживания вынужден накапливать и
поддерживать некоторый избыточный запас энергии и пластических веществ
для компенсации неожиданных изменений во внешней среде. Таким образом,
существуют две цели: первая - минимизировать работу организма по поддер-
жанию энергетического статуса, вторая - найти оптимально "избыточную"
величину работы по созданию резерва веществ и энергии для сохранения ор-
ганизма в непредсказуемо изменившихся условиях. Расстояние между этими
двумя целями можно оценивать величиной, которая называется противоречи-
ем. Запасом противоречия в данном случае будет величина "избыточно" под-
держиваемой энергии и пластических веществ в организме, которые на дан-
ный момент ему как бы не нужны.
Разработаны имитационные модели гомеостатов и ведется изучение их
свойств, а также исследуется возможность имитации на этих моделях раз-
личных патологических состояний, вплоть до таких крайних патологий, как
паралич, шок и коллапс. Показаны механизмы патологического привыкания
гомеостата ("эффект наркомана"), рассмотрены механизмы стресса, как час-
ти адаптационной системы гомеостата, раскрыты "эффект вируса" и его раз-
личные проявления в гомеостате "хозяине" ("дремлющее" и "активное" сос-
тояние). Модели развития, старения, пульсирующих (изменяющих активность
во времени) гомеостатов.
С точки зрения гомеостатики патология органа или физиологической сис-
темы есть изменение в цепях управления либо за счет нарушения морфологи-
ческой целостности, либо по причине смещения характеристик управляющих
сигналов, что вызывает запуск адаптационных реакций для компенсации на-
рушенных функций за счет собственного "горячего резерва" или работы дру-
гих гомеостатов. Информация, корректирующая адаптационный процесс, может
вносится в организм на разных материальных носителях, разными путями, но
конечный эффект - выход гомеостата на рабочий нормальный режим -будет
достигнут.
О некоторых патологиях гомеостатов и их моделях.
Нормальный гомеостат, вернее его модель, обладает целым рядом исклю-
чительных свойств в отношении адаптивности, живучести, помехоустойчивос-
ти и т.д. Исследования математической модели гомеостата показали, что он
имеет еще как бы болевые точки и критические связи; воздействуя каким-то
образом на них, можно создать множество различных патологий. Рассмотрим
наиболее тяжелые из них, вызываемые разрывами прямых связей - паралич,
обратных связей - шок, перекрестных связей - коллапс.
Паралич может быть полным, т.е. гомеостат перестает выполнять функции
управления. Этот случай имитируется на модели гомеостата разрывом цепи
подачи внешнего сигнала (задания) на Р3, при этом значение выходного па-
раметра падает до нуля. Но, тем не менее, гомеостат будет поддерживать
на выходе постоянство значений Ys даже при действии на управляемый
объект относительно больших возмущений, которые проникают помимо входно-
го канала.
Односторонний паралич возникает при размыкании связи, идущей от Р1
